第11章 《机械与功》素养提升训练
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1.(2022年江苏淮安中考题)如图所示,用力打开夹子过程中,标注的夹子支点、动力、阻力正确的是【 】
A B C D
2.(2023年辽宁阜新太平区期末考试题)如图是开瓶盖的起子,可以看成是一个杠杆,能正确表示出杠杆的支点、动力和阻力的图是【 】
A B C D
3.(2024年四川成都中考题)如图甲,小孟书桌上的折叠式台灯由底座、立杆和灯头组成。如图乙所示,灯头OAB可视做绕O点转动的杠杆,A点是灯头的重心,小孟用拉力F将灯头拉至图示位置。请在图乙中画出:①灯头受到的重力G的示意图;②拉力F的力臂
第3题图 第4题图
4.(2024年四川眉山中考题)同学们在体育课上做下压运动训练,静止不动时人体可以看成杠杆模型,O为支点,肌肉的拉力F1为动力,如图所示。请你在图中画出:
(1)动力F1的力臂L1;(2)A点,脚对地面压力F的示意图。
【考点1答案】1. A 2. C 3.如图。 4.如图。
1.(2024年河北中考题)在“探究杠杆的平衡条件”实验中,小明使用可绕O点自由转动、刻度均匀的杠杆,以及多个重为0.5N的钩码进行了以下操作:
实验次数 动力F1/N 动力臂l1/m 阻力F2/N 阻力臂l2/m
1 0.5 0.2 1.0 0.1
2 1.0 0.15 1.5 0.1
3 0.1 3.0 2.0 0.15
4 2.0 0.15 1.5 0.2
…
(1)不挂钩码时,杠杆在图示的位置静止。小明将杠杆左边的螺母调至最左端,发现杠杆右侧还略向下倾斜,此时小明应向 (选填“左”或“右”)调节杠杆右边的螺母,使杠杆水平并静止,达到平衡状态;
(2)给杠杆两侧挂上不同数量的钩码,设右侧钩码对杠杆施的力为动力F1,左侧钩码对杠杆施的力为阻力F2;测出杠杆水平平衡时的动力臂l1和阻力臂l2;多次实验并把数据填入右表。
小明分析表格中的数据发现,第 次实验数据有误,剔除这一组数据后,初步得出杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂;
(3)第4次实验结束后,小明撤去右侧钩码,改用弹簧测力计继续实验。如图所示,他在左侧A点悬挂三个钩码,再用弹簧测力计(未画出)在B点拉杠杆。杠杆重新在水平位置平衡时,弹簧测力计的示数可能为 (选填序号)。
①2.0N ②2.5N ③3.0N ④35N
(4)筷子是中国传统餐具,体现了我国古代劳动人民的智慧。用筷子夹东西时,所属的杠杆类型与第 次实验时的杠杆类型相同;
(5)小明选用质量分布均匀但两端粗细不同的筷子玩“托筷子”游戏时,用一根筷子把另一根筷子MN水平托起来,图为筷子稳定时的俯视图,筷子MN的重心在O′点,此时 (选填“MO′”或“O′N”)段更重一些;
【拓展】如图所示,小明在一根均匀硬质细杆上挖出等间距的5道细凹槽,将细杆分成6等份,并分别在细杆两端和凹槽处标记出“0、1、2、3、4、5、6”,然后在两端对称安装合适的螺母。支架(未画出)支撑在任一标记处时,都要重新调节螺母,使细杆不挂物体时在水平位置平衡。现把重为2N的物体悬挂在标记“6”处,仅在其他标记处放置支架和悬挂最大容积为800mL、重为1N的小桶,通过改变支架支撑的位置和小桶悬挂的位置,并调整小桶内的水量,可以有 种方案使细杆在水平位置平衡。水的密度为1.0×103kg/m3,g取10N/kg.
2.(2024年安徽中考题)如图甲所示,用核桃钳夹核桃时,用力握紧手柄即可夹碎核桃。将上部的手柄ABC简化为如图乙所示的杠杆,若F1=20N,l1=10cm,l2=4cm,忽略杠杆自身的重力,则F2的大小为 N.
3.(2024年陕西中考题)如图1,是我国春秋时期劳动人民发明的一种提水工具一桔槔,其简化示意图如图2所示。该装置工作时,可利用“坠石”的重力,帮助人们轻松地从井中提水。
(1)不改变支点O的位置和“坠石”的重力,想要提水时更省力,可以将“坠石”悬挂点B适当 (选填“靠近”或“远离”)支点O;
(2)若OA的长度为1m,OB的长度为1.5m,“坠石”的重力为100N,桶的重力为20N,不计杠杆AOB和竖杆自身重力、绳重和摩擦,若要竖直匀速提起180N的水,人还需要施加 N的拉力,此过程中,“坠石”下降的高度为3m,则“坠石”的重力做功为 J.
4.(2024年贵州中考题)(多选题)如图甲所示的条凳,人若坐在凳的一端,极易使其另一端上翘而摔倒。现将其简化为如图乙所示的示意图,B、C点分别与凳脚的E、F点在同一竖直线上。当人对水平凳面施加竖直向下的压力时,下列分析正确的是【 】
A.压力作用于A点,可将条凳视为绕E点转动的杠杆
B.只要压力作用于凳面的中间,则条凳一定不会上翘
C.只要在A、D点同时施加压力,则条凳一定不会上翘
D.在B或C点施加一个压力,则条凳一定不会上翘
【考点2答案】1.(1)左 (2)3 (3)②③④ (4)4 (5)O′N (5)11 2. 50 3.(1)远离 (2)50 300 4. ABD
1.(2021年山东枣庄中考题)如图所示,一根质地均匀的木杆可绕O点自由转动,在木杆的右端施加一个始终垂直于木杆的作用力F,使木杆从OA位置匀速转到OB位置的过程中,力F的大小将【 】
A.先变大,后变小 B.先变小,后变大
C.一直是变大的 D.一直是变小的
2.(2020年湖南株洲中考题)一根粗细均匀的木棒,斜靠在竖直墙壁上。墙壁光滑,地面粗糙,木棒受到的重力为G,墙壁对木棒的弹力为F,如图所示,现让木棒的倾斜度变小一些至虚线所示位置,木棒仍能静止斜靠在墙上,则与原来相比,G和F变化情况为【 】
A.G不变,F变小
B.G不变,F变大
C.G变化,F变小
D.G变化,F变大
3.(2024年江苏扬州中考题)如图所示,小明坐在座椅上,伸小腿时,小腿绕膝关节上固定点O转动,股四头肌群收缩提供动力F1.
(1)请在图中画出动力臂l1.
(2)小腿从图示位置缓慢伸至水平位置,阻力臂的变化情况是 ,动力的变化情况是 。
4.(2023年江苏扬州中考题)同学们在体育课上做仰卧起坐,前半段是背部由平躺地面变成脊柱弯曲,后半段是上半身完全离开地面.
(1)仰卧起坐时,人体可看成杠杆模型,O为支点,肌肉的拉力F为动力.如图所示,请画出杠杆模型的阻力臂l.
(2)先将头向前抬起,可以减小_______力臂。在平躺至坐起的过程中人体肌肉所施加的动力变化情况是__________。
(3)同学们可以改变仰卧起坐的快慢,来控制体育锻炼的效果,从物理学角度分析,其实质是改变__________的大小。
【拓展训练题3答案】 1. A 2. B 3.(1)
(2)变大 变大
4.(1)(2)阻 变小 (3)功率
1.(2024年四川广元中考题)图甲中是用来压制饺子皮的“神器”,压皮时压杆可视为一个杠杆,图乙是其简化示意图。图中O为支点,F2为压动杠杆时作用在B点的阻力。请在乙图中画出:阻力臂l2、作用在A点的最小动力F1.
第1题图 第2题图
2.(2023年四川眉山中考试题)学校组织学生参加劳动实践活动,在基地发现了一台活塞式抽水机,在杠杆C处用力便可取水。请在图中画出:(1)阻力F2的力臂l2;(2)在C处所用最小力F1的示意图。
3.(2021年黑龙江龙东中考题)如图所示,OAB为一可绕O点自由转动的轻质杠杆,OA垂直于AB,且OA长度为40cm,AB长度为30cm,在OA中点C处挂一质量为1kg的物块,要求在端点B处施加一个最小的力F,使杠杆在图示位置平衡,则力F的力臂应是 cm,最小的力F是 N.
第3题图 第4题图
4.(2024年广州中考题)如图甲,质量不计的晾晒架钩在支撑物上,挂上衣服后晾晒架可看成以O为支点的杠杆,图乙是其简化图,晾晒架上A、B、C、D四点在同一水平线上。
(1)B、C、D是挂衣处,同一件衣服挂在B时,A点受到的支持力最小,请说明理由: ,若衣服重为3.6N,则此支持力最小值为 N;
(2)请在图乙中:①画出B点受到衣服的拉力F;②画出拉力F的力臂l.
【考点4答案】1. 如图。 2. 如图。 3. 50 4. (1)同一件衣服挂在B时,阻力一定,阻力臂最小,动力臂一定,因此动力最小 4
(2)如图。
1.(2024年山东菏泽中考题)如图所示是我国古人运送巨木的劳动情境示意图。结合示意图判断,下列说法正确的是【 】
A.在抬巨木时众人越靠近支架越省力
B.只把悬绳向左移动一定距离更利于抬起巨木
C.在抬起巨木时横杆是省力杠杆
D.支架下端垫有底面积较大的石块是为了减小压力
2.(2024年江苏连云港中考题)如图所示是生活中几种常见的杠杆,其中属于费力杠杆的是【 】
A.托盘天平 B.钢丝钳 C.筷子 D.开瓶扳手
3.(2024年河南中考题)人体中有很多结构可简化为杠杆。如图,手提起物体时,桡骨在肱二头肌的收缩牵引下绕肘关节转动,这是一种 杠杆,此过程中肱二头肌收缩的距离 (填“大于”、“等于”或“小于”)手移动的距离。
第3题图 第4题图
4.(2024年黑龙江齐齐哈尔中考题)端午节时,同学们外出游玩。购买饮料时,售货员用启瓶器开启饮料瓶的情景如图所示。启瓶器在正常使用时,属于______(选填“省力”、“等臂”或“费力”)杠杆。开启后的瓶盖中间出现了凹陷,说明力可以使物体发生______。
【考点5答案】1. C 2. C 3. 费力 小于 4. 省力 形变
1.(2024年重庆A卷中考题)同学们模仿中药房的戥秤制作杆秤,用筷子做秤杆,用钩码做秤砣,用细线将秤盘系在A点。当不挂秤砣、且秤盘不放物体时,在O点提起提纽,秤杆水平平衡;当秤盘放100g物体、秤砣移到B点时,秤杆再次水平平衡,如图所示。在O到B两条刻线之间均匀地画上49条刻度线。下列说法正确的是【 】
A.自制杆秤的每一格约表示2.08g
B.称中药时B端翘起应减少中药恢复水平平衡
C.如果秤砣磨损则测量结果会比真实质量偏小
D.若将提纽移到O点右侧可以增大杆秤的量程
2.(2024年重庆B卷中考题)小兰自制了一把杆秤,由秤盘、提纽、秤杆以及200g的秤砣构成,如图所示。当不挂秤砣、秤盘中不放重物时,提起提纽,杆秤在空中恰好能水平平衡。已知AO间距离为10cm.当放入重物,将秤砣移至距O点30cm的B处时,秤杆水平平衡,则重物质量为 g;往秤盘中再增加20g的物体,秤砣需要从B处移动 cm才能维持秤杆水平平衡。
3.(2024年山东济南中考题)杆秤是我国发明的人类最早的衡器,是我国劳动人民智慧的结晶。小丽在课堂上了解杆秤后,在家里找到一杆除了秤砣生锈变重外,其他均完好的杆秤。用这杆秤测得的物体质量与秤砣生锈变重前测得的物体质量相比【 】
A.偏小 B.不变
C.偏大 D.无法判断
4.(2024年四川泸州中考题)在某届泸州市青少年科技创新大赛中,小明制作的“杆秤液体密度计”如图甲所示,选取了一根质量不计的硬质轻杆,P为提挂点,P点的左侧端点A处悬挂透明塑料杯,右侧悬挂秤砣,不计细线质量。将相同体积不同密度的待测液体加入杯中,根据杠杆平衡条件可知,杠杆平衡时,秤砣悬挂点到P点的距离与待测液体的密度成一次函数关系,即可在杠杆上均匀标出刻度线来测量液体密度。其制作与测量过程中进行了如下操作:
(1)距离左端点A处10cm的位置制作提挂点P;用天平称得空塑料杯质量如图乙所示,则空塑料杯质量为 g;右侧秤砣采用50g钩码拴上细线制成;
(2)将空塑料杯悬挂在A点,调节右侧秤砣细线位置,使杠杆在水平位置平衡,此时细线位置处标记为“0g/cm3”,此刻度线到提挂点P距离为 cm;
(3)将100mL密度为1g/cm3的水倒入塑料杯中,在液面处作标记,调节秤砣细线位置使杠杆再次在水平位置平衡,并在此时秤砣细线位置处标记为“1”,此刻度线到提挂点P的距离为 cm;将“0”到“1”刻度线之间均分10等份,则该密度计的分度值为 g/cm3;按该分度值在杠杆上均匀画出刻度线,即杆秤密度计制作完成;
(4)用制作好的密度计测量某一液体密度时,将100mL的液体倒入空塑料杯中,秤砣细线位置如图丙所示,则待测液体密度为 g/cm3;
(5)制作好的密度计不仅能够测出液体的密度,还可以测算某些固体的密度。某次测量时,小明将石块放入空塑料杯中,杠杆平衡时,秤砣细线在“0.5”刻度处,再向杯中加水至100mL标记处(石块浸没),杠杆再次平衡时,秤砣细线在“1.3”刻度处,则小石块的密度为 g/cm3.
【考点6答案】1. B 2. 600 1 3. A 4.(1)25 (2)5 (3)25 0.1 (4)0.8 (5)2.5
1.(2024年天津中考题)高高的旗杆矗立在操场上。旗手缓缓向下拉绳子,旗子就会徐徐上升。这是因为旗杆顶部有一个滑轮,关于该滑轮的说法正确的是【 】
A. 它是动滑轮
B. 利用它可以省力
C. 利用它可以省距离
D. 利用它可以改变力的方向
2.(2024年四川内江中考三模题)如图所示,一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,分别用力F1、F2匀速拉起钩码,则两力的大小关系是F1 (选填“大于”、“小于”或“等于”)F2;使用定滑轮不能省力,但可以改变 。
3. (2023年自贡中考题)如图所示,用一根绳子绕过定滑轮,一端拴在钩码上,手执另一端,分别用力 F1、F2、F3匀速拉起钩码.忽略绳子与滑轮的摩擦,下列说法正确的是【 】
A. F1、F2、F3的大小相等
B. F1最大
C. F2最大
D.F3最大
4.(2024年甘肃临夏中考题)如图是我国古代劳动人民利用自制的工具汲水的场景。图中装置顶端的轮子相当于现代人们所使用的定滑轮,其作用是可以改变力的________,但不能省力。图中的扁担做得较宽,主要是为了增大受力面积,________(选填“增大”或“减小”)压强。
【考点7答案】1. D 2. 等于 力的方向 3. A 4. 方向 减小
1. (2022年甘肃兰州中考题)小聪同学按照如图所示的装置对动滑轮特点进行了探究,实验数据见下表,通过分析数据,他觉得与“使用动滑轮能省一半的力”的结论偏差较大。
实验次数 物重G/N 弹簧测力计示数F/N
1 1.0 0.7
2 1.5 1.0
3 2.0 1.3
(1)该实验中出现这样结果的主要原因是没有考虑______________________。
(2)在实验过程中,提升重物时应该注意沿竖直方向________拉动,动滑轮可视为杠杆的变形,则此时其支点为________(选填“A”、“B”或“C”)点。
2.(2024年黑龙江牡丹江中考题)如图所示,利用动滑轮提升物体,使其在10s内匀速上升4m.物体的重力为10N,动滑轮的重力为2N,不计绳重与摩擦。下列说法正确的是【 】
A.使用动滑轮可以省距离
B.物体运动的速度为4m/s
C.拉力的大小为5N
D.绳子自由端移动的距离为8m
3.(2024年江苏盐城中考题)下列挪动球形石墩的方法中,最省力的是【 】
A B C D
4. (2023年湖南常德中考题)如图所示小明组装了甲、乙两种滑轮用来提升同一物体,G物=200 N (不计绳重、轮重和摩擦),要使物体竖直匀速提升2 m.下列说法中正确的是【 】
A. F甲=200 N,并向上移动4 m
B. F甲=100 N,并向上移动2 m
C. F乙=200 N,并向上移动1 m
D. F乙=400 N,并向上移动1 m
【考点8答案】1.(1)滑轮的自重 (2)匀速 A 2. D 3. A 4. D
1.(2024年黑龙江哈尔滨中考二模题)如图所示滑轮组中定滑轮的作用是 。小涵用该滑轮组将重80N的物体匀速提高,动滑轮重为20N,不计绳重和摩擦,则小涵所用拉力F= N.
第1题图 第2题图
2.(2023年四川达州中考题)将物体A、B置于如图所示的装置中,物体B恰好匀速下降,已知A重30 N,B重5 N,则A所受地面的摩擦力为________N;若对A施加一个水平向左的拉力F,刚好使A匀速向左运动,则拉力F=________N.(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
3.(2022年广东中考题)分别使用图中四种装置匀速提升同一重物,不计滑轮重、绳重和摩擦,最省力的是【 】
A B C D
4.(2024年山东威海中考题)利用简单机械设计健身器材,要求如下:始终竖直向下匀速拉动拉环,拉力大小范围为200-400N;拉力在竖直方向移动的最大距离为0.6m时,配重在竖直方向移动的距离不超过2m;配重质量为15kg(杠杆、滑轮、绳子、拉环的质量和摩擦均不计,滑轮组绳子长度足够长)。下列方案不符合设计要求的是【 】
A B C D
【考点9答案】1. 改变动力的方向 50 2. 10 20 3. A 4. D
1.(2024年江苏常州中考题)起重机将1000N的重物先竖直向上匀速提升3m,再悬停6s,起重机对重物做功情况是【 】
A.提升过程做了功,悬停过程做了功 B.提升过程不做功,悬停过程不做功
C.提升过程不做功,悬停过程做了功 D.提升过程做了功,悬停过程不做功
2. (2023年浙江舟山中考题)功是能量转化的量度.下列实例中力对物体没有做功的是【 】
3.(2024年四川巴中中考题)足球是全世界参与度最广的体育运动之一,如图是几个同学踢足球的场景。下列说法正确的是【 】
A.足球在空中运动时不受重力的作用
B.足球被踢时会微微变形,说明力可以改变物体的形状
C.足球在水平地面上滚动时,其重力做了功
D.足球离开脚后还能继续运动,是由于受到惯性作用
4.(2024年江西鹰潭中考一模题)如图所示,在冰壶比赛中,运动员将冰壶掷出后,冰壶向前滑动过程中,冰壶的运动状态 (选填“改变”或“不变”),水平冰面对冰壶的支持力 (选填“做功”或“不做功”)。
【考点10答案】1. D 2. A 3. B 4. 改变 不做功
1.(2024年江苏常州中考一模题)小红先用100N的水平力推动水平地面上重500N的小车匀速直线前进5m,推力所做的功为 J.若用200N的水平力推动小车加速直线前进5m,则该加速过程中推力所做的功为 J.整个过程中,小车所受重力做的功为 J.
2.(2024年四川乐山中考题)如图所示,某次比赛中,运动员推着冰壶从A点运动6m到达B点时轻轻松手,随后冰壶沿冰道运动30m停在O点。若运动员对冰壶的水平推力为9N,冰壶运动中受到水平方向的阻力,大小恒定为1.5N.从A点到O点冰壶沿直线运动中【 】
A.推力对冰壶做功为270J
B.推力对冰壶做功为324J
C.冰壶克服阻力做功为54J
D.冰壶克服阻力做功为45J
3.(2024年山东德州中考题)水平面上的物体受到水平拉力F的作用,拉力F的大小与时间t的关系如图甲所示,t=6s时,将拉力F撤掉,物体运动的速度v与时间t的关系如图乙所示,已知物体运动的v-t图像与时间轴围成的面积大小等于物体运动的路程,下列说法正确的是【 】
A.0~2s内物体受到的摩擦力为0 B.2~4s内物体受到的摩擦力为6N
C.2~6s内拉力F做的功为28J D.2~7s内物体运动的路程为5m
4.(2024年江苏盐城中考二模题)如图甲所示,小明用弹簧测力计竖直向上缓慢提升静止在水平桌面上的钩码,弹簧测力计的示数与弹簧测力计的零刻度线A点上升高度hA之间的关系如图乙所示,则图甲中弹簧测力计示数为 N;钩码的重为 N;从开始提升到hA=30cm的过程中,弹簧测力计对钩码做功为 J.
【考点11答案】1. 500 1000 0 2. C 3. C 4. 1.8 2 0.4
1.(2022年浙江杭州中考题)现有甲、乙、丙三个质量不同的物体(m甲>m乙>m丙),在相等的恒力F作用下,分别在水平方向、沿斜面向上、竖直方向通过了相等的距离s,如图所示。F在三种情况下做的功分别为W甲、W乙、W丙,三者大小判断正确的是【 】
A.W甲>W乙>W丙 B.W甲<W乙<W丙
C.W甲=W乙=W丙 D.W甲=W乙<W丙
2.(2021年湖北十堰中考题)某汽车公司对自主研发的无人驾驶汽车性能进行测试,甲、乙两辆完全相同的汽车在同一水平路面上做匀速直线运动,且v甲<v乙,若不计空气阻力,则汽车受到的牵引力F甲和F乙以及牵引力在相同时间内所做的功W甲和W乙之间的关系正确的是【 】
A.F甲<F乙,W甲<W乙 B.F甲>F乙,W甲>W乙
C.F甲=F乙,W甲<W乙 D.F甲=F乙,W甲=W乙
3.(2024年湖北宜昌中考三模题)如图所示,一个物体在推力F作用下沿同一水平地面先后两次做直线运动,两次运动的时间都是1 min,第一次,物体运动的路程和时间关系如图甲所示,此时的水平推力为F1,推力做的功为W1;第二次物体运动的速度和时间关系如图乙所示,此时的水平推力为F2,推力做的功为W2,下列关系式正确的是【 】
A.F1>F2 B.F1<F2 C.W1>W2 D.W1<W2
4.(2024年广东广州中考三模题)如图所示,AB与BD为不同粗糙程度的水平路面。同一物体在水平拉力作用下沿直线运动,其中AC段物体做匀速直线运动。AB段拉力F1恒为3N,BC段拉力F2恒为2N,CD段拉力恒为F3,下列说法正确的是【 】
A.物体在CD段所受的摩擦力一定比BC段受到的摩擦力大
B.物体在AB段所受的摩擦力一定比BC段受到的摩擦力大
C.BC段拉力F2对物体所做的功大于AB段F1对物体所做的功
D.BC段拉力F2对物体所做的功小于CD段拉力F3对物体所做的功
【考点12答案】1. C 2. C 3. D 4. B
1.(2021年云南昆明中考题)采用功与时间比值的方法,得到“单位时间”内做的功,这样就方便比较做功的快慢了,这个比值叫做 。这种方法,实质上还是用 (选填“时间相同比较功”或“功相同比较时间”)来比较做功快慢的。
2.(2021年湖南岳阳中考题)小明两次分别用时60s、40s把同一捆书从一楼匀速搬上三楼,比较两次搬书过程对书做功和做功的功率,判断正确的是【 】
A.用时少的做功多 B.用时少的做功功率大
C.用时多的做功多 D.用时多的做功功率大
3.(2023年湖南长沙中考题)如图,大人和小孩分别将5块相同的砖从一楼搬到二楼,在这个过程中,下列说法正确的是【 】
A.小孩对砖做功更多
B.小孩对砖做功更快
C.大人对砖做功更多
D.大人对砖做功更快
4.(2024年陕西咸阳期中考试题)如图所示,小华和妹妹一起坐双人秋千,当秋千从最高点摆到最低点的过程中,他们的重力做功的大小分别为 W1、W2,重力做功的功率分别为P1、P2.若小华的体重比妹妹重,则下列说法正确的是【 】
A.W1=W2,P1=P2
B.W1<W2,P1>P2
C.W1>W2,P1>P2
D.W1>W2,P1=P2
【考点13答案】1. 功率 时间相同比较功 2. B 3. D 4. C
1.(2024年江苏连云港中考题)如图所示,一个人先后两次用同样的时间、同样大小的力,将不同质量的物体在不同的表面上分别移动相同的距离。该力在此过程中所做功的大小分别为W1、W2,功率的大小分别为P1、P2,关于它们之间的大小关系说法正确的是【 】
A.W1<W2,P1<P2 B.W1>W2,P1>P2 C.W1=W2,P1=P2 D.W1<W2,P1>P2
2.(2024年河北中考题)(多选题)如图a所示,在一次社会实践活动中,小明用一辆小车运送货物时,先后经过同一平直路面上的甲、乙、丙三个地点,图b为运动路径示意图。小明先用水平推力F把装有货物的小车从甲匀速推到乙,用时为t1;在乙停车卸货用时为t2;再用水平推力将空车从乙匀速推到丙,用时为t3;两次推力做功之比为2:1.下列说法正确的是【 】
A.小明全程的平均速度为 B.从乙到丙的过程中,小明的水平推力为
C.从乙到丙的过程中,小明推力做功的功率为
D.若把空车从丙沿原路匀速推回到甲,推力做功为
3.(2021年广西桂林中考题)如图所示,小桂和小林一起坐在秋千凳上荡秋千,他们的重力分别是G1、G2,且G1<G2,某次从最高点下摆到最低点的过程中,他们重力做功的大小分别为W1、W2,重力做功的快慢分别为P1、P2.则【 】
A.W1>W2 B.W1=W2
C.P1<P2 D.P1=P2
4.(2024年江苏常州中考一模题)用a、b两弹簧测力计分别拉着质量相同的甲、乙两物体同时开始竖直向上运动,其运动的路程随时间变化的图像如图所示,则在运动过程中【 】
A.甲、乙均作加速运动
B.在2-6s内,乙相对于甲向上运动
C.a、b两弹簧测力计的示数之比为2:1
D.a、b两弹簧测力计拉力的功率之比为2:1
【考点14答案】1. C 2. B C 3. C 4. D
1.(2024年安徽淮南期中考试题)骑行是一种健康自然的运动旅行方式。当胡老师以6m/s的速度在水平路面上骑行时,人和车受到的阻力是人和车总重的0.02倍,则他骑行时做功的功率最接近于【 】
A.6W B.12W C.100W D.600W
2.(2024年江苏盐城月考题)如图所示,初三学生小明想测量自己每天上学从一楼正常爬到教室五楼的功率,下列相关说法中有错误的是(g取10N/kg)【 】
A.他所依据的实验原理是
B.他所需要的测量工具有磅秤、秒表和刻度尺
C.他所需要的测量的物理量有他的质量m、一楼到五楼的高度h,正常爬楼的时间t
D.小明正常爬楼的功率有可能达到500W
履带接地总面积(m2) 4
工作时最大功率(kW) 60
工作时最大行驶速度(km/h) 9
3.(2024年山东威海期末考试题)“芒种”前后是麦子成熟收割的时间,需要及时把麦子颗粒归仓,现在很多地方用收割机与卡车联合收割麦子,如图所示,某收割机的部分参数如下:(g取10N/kg)
(1)若收割机对水平地面的压强为 7.2×103Pa,则此时收割机的质量为多少?
(2)若收割机以最大功率、最大行驶速度工作0.5h,则收割机做了多少功?
(3)收割机工作时,若功率保持60kW不变,则收割过程中通常会减慢行驶速度。请通过分析说明这样做的目的。
4.(2024年黑龙江牡丹江中考题)如图甲所示,我国自主研制的R20000-720型全球最大塔式起重机,拥有性能超强、技术先进、专利众多等特点,是塔机制造史上一次重要的突破。该塔机最大起重量为720t,最大起升高度为400m.
(1)请在图乙中画出物体沿竖直方向匀速上升过程中受力的示意图。
(2)若塔机一次将100t的物体沿竖直方向匀速提升100m,拉力做的功是多少?
(3)若塔机在(2)过程中所用时间为200s,拉力做功的功率是多少?
【考点15答案】1. C 2. D
3.(1)由得,收割机对水平地面的压力
此时收割机所受的重力
由得,收割机的质量
(2)收割机以最大功率、最大行驶速度工作0.5h,由得,收割机做的功
(3)收割机工作时,若功率保持60kW不变,由得,收割过程中减慢行驶速度,是为了增大牵引力。
4.(1)
(2)物体所受的重力
塔机匀速提起货物时的拉力
塔机将物体匀速提升100m,拉力做的功
(3)塔机将物体匀速提升100m,拉力做功的功率为
1.(2023年江苏连云港中考题)下列关于机械效率的说法正确的是【 】
A. 越省力的机械,机械效率越高
B. 做功越快的机械,机械效率越高
C. 所做有用功越多的机械,机械效率越高
D. 有用功与总功的比值越大的机械,机械效率越高
2.(2024年重庆中考题)建筑工人通过如图所示的装置将一桶质量为45kg的涂料从地面提起,桶离开地面后在4s内缓慢上升0.8m,工人所用的拉力为500N.下列说法中正确的是【 】
A.该装置做的有用功为400J
B.该装置的机械效率为90%
C.绳子自由端移动的平均速度为0.4m/s
D.桶离开地面前,工人拉力逐渐增大,桶对地面的压强不变
3.(2024年山东滨州中考题)(多选题)如图所示装置,工人用250N的拉力,在30s内将重为400N的物体匀速提高了6m,在此过程中,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是【 】
A.绳子自由端移动的速度是0.2m/s
B.拉力做的有用功为2400J C.拉力做功的功率为100W
D.若用此滑轮提升重500N的物体,滑轮的机械效率为80%
4.(2024年山东烟台中考题)(多选题)如图所示,小明用20N的拉力F将重为20N的物体匀速提高了10m,用时5s,忽略绳重和摩擦,在这个过程中,下列说法正确的是【 】
A.绳子自由端移动的速度为6m/s B.动滑轮所受的重力为20N
C.小明所做的额外功为200J D.滑轮组的机械效率为75%
【考点16答案】1. D 2. B 3. B C 4. B C
1.(2024年四川泸州中考题)如图所示的滑轮组忽略绳重及绳与滑轮间的摩擦,将物体放在水平粗糙桌面上。受到水平向左的恒力F=100N,滑轮组绳子自由端受到的拉力为F绳.当绳子自由端的拉力F绳为60N时,物体处于静止状态,物体与桌面间的摩擦力恰好为0,则动滑轮的重力为 N;当绳子自由端拉力F1为90N时,物体水平向右匀速运动,物体与桌面之间的滑动摩擦力为 N;撤去水平向左的恒力F,改变绳子自由端拉力F1的大小,仍使物体水平向右匀速运动时,滑轮组的机械效率为 。
3.(2024年河南中考题)如图,甲、乙两人用不同的装置,在相同时间内把质量相等的货物匀速提升到同一平台,不计绳重及滑轮的摩擦。下列说法正确的是【 】
A.甲做的有用功多
B.乙做的总功多
C.甲做总功的功率大
D.乙所用装置的机械效率小
3.(2024年北京中考题)(多选题)用某滑轮组提升重物时,绳子自由端拉力做功随时间变化的关系如图所示,在20s内绳子自由端竖直匀速移动16m,重物竖直匀速上升4m。已知动滑轮总重100N,提升的物体重800N。关于该过程,下列说法正确的是【 】
A.绳子自由端拉力的功率为200W
B.额外功为400J
C.绳子自由端拉力的大小为250N
D.滑轮组的机械效率约为88.9%
4.(2024年江苏扬州中考题)如图所示,工人用动滑轮匀速提升重为400N的窗玻璃,所用的竖直拉力为250N,窗玻璃上升的高度为10m,用时50s.求:
(1)所做的有用功W有;
(2)工人所用拉力的功率P;
(3)动滑轮的机械效率η.
【考点17答案】1. 20 60 75% 2. C 3.A C
4.(1)利用动滑轮提升货物做的有用功W有=Gh=400N×10m=4000J
(2)动滑轮绳端移动的距离s=nh=2×10m=20m
拉力做的总功W总=Fs=250N×20m=5000J
拉力F做功的功率P=W总/t=5000J/50s=100W
(3)动滑轮的机械效率
1.(2022年甘肃中考题)如图所示,现在很多地方设有轮椅专用通道,为残疾人通行提供方便。它实际上就是简单机械中的 (选填“杠杆”、“滑轮”或“斜面”);属于 (选填“省力”、“费力”或“省功”)机械。
2.(2023年四川泸州中考题)小聪探究斜面的机械效率时,将粗糙程度均匀的长木板用支架支撑构成斜面,如图所示.用刻度尺量出斜面底端A点到斜面上B点的距离L为80cm,B点距水平地面高度h为20cm.沿斜面向上用0.8N的拉力F将重为2N的木块匀速拉到B点,用时2s,则这段过程中拉力F做功的功率P=_______W,斜面的机械效率η=______%,木块在该斜面上受到的滑动摩擦力f=______N.
3.(2023年广东中考题)明代宋应星在《天工开物》中记载的农业生产汲水装置——辘轳,沿用至今。题图甲是一种辘轳,由具有共同转动轴的大轮和小轮组成。提水时,用力使大轮转动,小轮随之转动并缠绕井绳,提起水桶。
(1)图甲所示,辘轳可视为不等臂杠杆,为方便提水,它是按照 (选填“省力”或“费力”)杠杆来设计的。用辘轳提水的某时刻示意图如图乙所示,它的支点是“A”、“B”或“C”中的 点。
(2)设大轮与小轮的半径比为3:1,水桶受到的总重力为90N.使周长为3m的大轮转动一圈,水桶匀速上升,井绳对水桶做功 J;若要使辘轳静止在图乙所示位置,作用在C点最小的力应为 N.(不计井绳的粗细和自重)
(3)图丙所示水龙头开关的设计也应用了同样的原理,为了更省力,开关应选用 (选填“①”或“②”)。
4.(2023年湖南益阳中考题)早在3000年前我们的祖先就设计了结构很合理的辘轳,通常用于从井中提水。如图所示是古代民间的提水设施辘轳,由辘轳头、支架、井绳、水桶等部分构成。某次取水时井绳拉着质量为10kg的水缓慢上升了4m,水桶的质量为1kg,在这一过程中,人做的总功为500J。g取10N/kg.求此次取水的过程中:
(1)人做的有用功为多少?
(2)辘轳的机械效率多大?
(3)人克服井绳重力与摩擦阻力做的功是多少?
【考点18答案】1. 斜面 省力 2. 0.32 62.5 0.3 3.(1)省力 B (2)90 30 (3)①
4.(1)水所受的重力 G水=m水g=10kg×10N/kg=100N
提水过程拉力做的有用功 W有用=G水h水=100N×4m=400J
(2)辘轳的机械效率η==×100%=80%
(3)提水过程拉力做的额外功 W额=W总﹣W有用=500J﹣400J=100J
对水桶做的额外功 W额桶=G桶h桶=m桶gh桶=1kg×10N/kg×4m=40J
克服井绳重力与摩擦阻力做的额外功 W额余=W额﹣W额桶=100J﹣40J=60J
1. (2023年山东枣庄中考题)提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用,对节能减排、提高经济效益有重要的意义,某科技创新小组根据生活经验和客观事实,对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想:
猜想I:滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ:滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ:滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想,运用如图甲、乙、丙所示装置进行了实验探究,测得的实验数据如下表所示。
实验 次数 钩码的 重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
1 2 0.1 0.80 0.3 83.3%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
(1)实验时应沿竖直方向________缓慢向上拉动弹簧测力计.
(2)分析表中数据可知:第3次实验是利用了图____的装置完成的,它的机械效率η=_____.
(3)比较2、4两次实验数据,可验证猜想Ⅰ是_____(选填“正确”或“错误”)的.
(4)通过比较________(填实验序号)两次实验数据得出结论:同一滑轮组提升重物时,物重越大,滑轮组的机械效率越高.
(5)通过比较2、3两次实验数据可得出结论:不同滑轮组提升相同重物时,动滑轮越重,滑轮组的机械效率________.
2. (2022年海南中考题)小明发现公共场所为残障人士设计的无障碍通道是斜面,且不同的斜面通道的倾斜程度有所不同,这引发了小明对斜面的兴趣.他想了解斜面的机械效率是否与倾斜程度有关,便与实验小组的小伙伴们用如图所示装置进行实验探究。
(1)测量斜面的机械效率,需要的测量工具是______、______.
(2)请设计出实验数据记录表.(把表格画在答题卡的方框里面)
(3)准备动手实验时,有小伙伴提出,斜面的机械效率还可能跟斜面的粗糙程度有关.则他们要探究斜面的机械效率是否与倾斜程度有关时,应当保持________不变,这里采用的科学研究方法是________.
3. (2023年黑龙江绥化中考题)如图所示,在“测量滑轮组机械效率”的实验中,利用图2甲、乙、丙三个实验装置进行实验,测得的实验数据如表。(钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大)
实验次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
(1)在实验中,应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。
(2)第一次实验中,如图1所示,弹簧测力计的示数是 N,机械效率是 (精确到0.1%)。
(3)由1、2两次实验数据可得出结论:
。
(4)由 两次实验数据可得出结论:使用不同滑轮组提升相同重物,动滑轮越重,机械效率越低。
(5)在第三次实验操作的基础上,如图2丁所示改变绳端拉力方向,测得的滑轮组机械效率将 。(选填“偏高”、“偏低”或“不变”)
4.(2024年广东广州期中考试题)小明想要探究影响斜面机械效率的因素,对此他猜想:“斜面的坡度一定时,物体越重,斜面机械效率越高”。小红不赞同小明的猜想,于是他们一起设计实验检验小明的猜想是否正确。
(1)他们准备了长木板、木块,带凹槽和挂钩的滑块、质量相同的钩码若干个、刻度尺和仪器a,仪器a是 ;
(2)请帮小红写出实验步骤和判断小明的猜想是否正确的依据:
①测量滑块、钩码的重力:用仪器a在空中沿 方向提起滑块,保持静止,记录滑块的重力G;用同样的方法测量出1个钩码的重力为G0;将1个钩码放入滑块的凹槽,计算出滑块和1个钩码的总重力G总1;
②搭建斜面:在长木板上画四条线A、B、C、D(如图),测量出 (选填“AC”“AD”、“BC”或“BD”)间距离为斜面的长度s,用木块撑起长木板,测出这两点间的高度差h,固定木块和木板保持斜面坡度不变;
③测量拉力:把滑块放在斜面上,用仪器a 拉动滑块,测出拉力F1;
④改变物重:再放1个钩码到滑块的凹槽中,计算出总重力为G总2,G总2= ;
⑤重复步骤③,记录测力计的示数为F2;
⑥判断小明的猜想是否正确的依据: 。
【考点19答案】 1.(1)匀速 (2)丙 80% (3)错误 (4)1、2 (5)越低
2.(1)弹簧测力计 刻度尺 (2)如下表。(3)斜面粗糙程度;控制变量法。
3.(1)匀速 (2)1.8 74.1% (3)使用同一滑轮组,物重越大,机械效率越高 (4)2、3 (5)偏低 4.(1)弹簧测力计 (2)①竖直 ②AC ③沿斜面匀速 ④G+2G0 ⑥若,说明小明的猜想正确;若,说明小明的猜想错误。
1.【传统文化】(2024年吉林长春中考题)如图所示是《天工开物》中记载的南方独轮推车。人推车前进的过程中【 】
A. 人对车不做功
B.车是定滑轮
C.车是费力杠杆
D.车是省力杠杆
2.【科学思维】(2022年内蒙古鄂尔多斯中考题)使用下列机械时,用大小相等的拉力F,能提起最重货物的是(不计机械自重和摩擦)【 】
A B C D
3. 【科学探究】(2024年新疆中考题)“探究杠杆的平衡条件”的实验中:
(1)实验前,杠杆总静止在图甲所示位置,则杠杆的重心位于支点O的 (选填“左”或“右”)侧,若将右端的螺母调至最右端后,发现杠杆仍然左端低、右端高,则应再将左端的螺母向 (选填“左”或“右”)调,直至杠杆在水平位置平衡;
(2)实验时,如图乙所示,在B点悬挂4个钩码,每个钩码重为0.5N,用弹簧测力计在A点斜向下拉杠杆,使杠杆在水平位置平衡,当弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角为θ时,弹簧测力计的示数如图丙所示,则弹簧测力计对杠杆的拉力的大小为 N,夹角θ为 度;
(3)上述实验过程,若实验前没有调节杠杆两端的螺母就开始实验,杠杆在水平位置平衡时,弹簧测力计对杠杆的拉力的方向与杠杆的夹角仍然为,则弹簧测力计的示数可能为 (选填“2.9”或“3.1”)N.
4.【跨学科实践】(2024年青海中考题)“权衡”一词,在古代分别指秤砣和秤杆,现代多表示事物在动态中维持平衡的状态。在学习杠杆相关知识后,“飞天”兴趣小组尝试做了简易杆秤并进行了以下探究:
活动一:了解杆秤的构造及物理原理:
如图甲所示,杆秤由秤盘(放置待称量的物体)、秤砣、秤杆(标有刻度,可读取被称物体质量)、提纽组成;
(1)参照图乙,图甲中提纽相当于杠杆的 ,结合“秤砣虽小压千斤”这句话,此时杆秤相当于 杠杆;
活动二:自制简易杆秤:
该兴趣小组自制杆秤如图甲所示。其中:秤砣质量为200g,A点为秤盘挂绳位置,B点为提纽挂绳位置,C点为0刻度线位置;
(2)由图甲可知,利用该杆秤最多可称量 g的物体,D点处的刻度数为 g;
(3)忽略秤杆自身重量对杆秤平衡的影响,用m1表示秤砣质量,m2表示物体和秤盘质量,l1表示B、C之间的距离,l2表示A、B之间的距离。根据杠杆平衡条件,当秤砣在C点处平衡时,将满足__________(用上述物理量表示),由此可得,秤盘的质量为 g;
(4)若想测量质量更大的物体,你可采取的办法是 (只写一条即可)。
【素养提升答案】1. D 2. D 3.(1)左 右 (2)3 30 (3)3.1 4.活动一(1)支点 省力 活动二(2)1000 400 (3) 160 (4)增加秤砣的质量